JP2010215187A - Propulsion device for ship, and ship equipped with the same - Google Patents
Propulsion device for ship, and ship equipped with the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010215187A JP2010215187A JP2009066834A JP2009066834A JP2010215187A JP 2010215187 A JP2010215187 A JP 2010215187A JP 2009066834 A JP2009066834 A JP 2009066834A JP 2009066834 A JP2009066834 A JP 2009066834A JP 2010215187 A JP2010215187 A JP 2010215187A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- propeller
- cap
- propeller boss
- ship
- boss cap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000003245 working effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000037237 body shape Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
- B63H1/14—Propellers
- B63H1/20—Hubs; Blade connections
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
- B63H1/14—Propellers
- B63H1/28—Other means for improving propeller efficiency
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
- B63H1/14—Propellers
- B63H1/28—Other means for improving propeller efficiency
- B63H2001/283—Propeller hub caps with fins having a pitch different from pitch of propeller blades, or a helix hand opposed to the propellers' helix hand
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Description
本発明は、スクリュープロペラを使用する船舶の推進装置とそれを備えた船舶に関し、更に詳細には、スクリュープロペラのボスに取り付けるプロペラボスキャップにフィンを設けて、スクリュープロペラの推進性能を向上させる船舶の推進装置とそれを備えた船舶に関する。 The present invention relates to a marine vessel propulsion device using a screw propeller and a marine vessel equipped with the same, and more particularly, a marine vessel that improves the propulsion performance of a screw propeller by providing fins on a propeller boss cap attached to a boss of the screw propeller. The present invention relates to a propulsion device and a ship equipped with the same.
船舶の多くはその推進器としてスクリュープロペラを使用しており、その推進器効率等のプロペラ特性を向上することは、燃費の向上に大きく貢献することになる。そのため、プロペラの翼数、翼の形状、展開面積、ピッチ角、スキュー角等、プロペラの翼に関する研究がなされてきており、様々な翼形状が開発されてきている。 Many ships use screw propellers as propulsion units, and improving propeller characteristics such as propulsion unit efficiency greatly contributes to an improvement in fuel consumption. For this reason, research on propeller blades such as the number of propeller blades, blade shape, deployment area, pitch angle, and skew angle has been conducted, and various blade shapes have been developed.
このプロペラ特性の向上のために、図12〜図15に示すような、プロペラボス2の近傍において、プロペラボスキャップ5の後流におけるハブ渦を減少させることによって推進器効率を高める整流フィン付ボスキャップ5が開発されている(例えば、特許文献1参照)。
In order to improve the propeller characteristics, as shown in FIGS. 12 to 15, bosses with rectifying fins that increase propulsion efficiency by reducing hub vortices in the wake of the
この整流フィン付ボスキャップ5では、ボスキャップ5に取り付けるフィン6の個数(図12では4個)を各プロペラブレード(プロペラ翼)3の個数(図12では4個)と等しくする。また、図15に示すように、フィン6の角度αに関しては、プロペラブレード3の根部の幾何学的ピッチ角εに対して、(−20°≦α−ε≦+30°)の関係を有している。フィン6の長さ方向に関しては、フィン6の前縁はプロペラブレード3の根部の後縁とプロペラ前後方向に等しいか又はこの後縁よりも後方とする(b≧0)。また、隣接するプロペラブレード3の根部の隙間の位置に設ける(a>0)。更に、図13及び図14に示すように、フィン6のキャップ5本体の軸線からの最大直径(2r)はボス2のキャップ取付け端部2aの直径Dbaより大で、かつ、プロペラ直径(2R)の33%以下としている。
In this
この整流フィン付きボスキャップ5の作用効果としては、整流フィンはそれ自体では推力を発生せず、ボスキャップの後流におけるハブ渦の発生を減少する整流板の作用をし、この整流作用により、ボスキャップ後流のハブ渦が拡散されてプロペラ翼面上の渦による誘導抗力が減少し、その結果、トルクを増大させることなく、プロペラ特性(推進器効率)の大幅な向上がもたれされるとされている。
As a function and effect of the
また、この整流フィン等の、プロペラハブ(プロペラボス)からの渦を消去するハブ渦消去装置を有する船舶のプロペラにおいて、ハブ渦消却装置がその機能を十分に出し切るようにしてプロペラのトータル的な効率を高め、併せて強度面でも有利性を得ることを目的として、プロペラにおける翼根部のピッチ若しくはキャンバーを、プロペラの中間部のピッチ若しくはキャンバーに比べて大きくしたハブ渦消去装置を有する船舶のプロペラが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, in a ship propeller having a hub vortex eliminator that erases vortices from the propeller hub (propeller labs) such as the rectifying fins, the hub vortex extinguishing device fully functions so that the total propeller A propeller for a ship having a hub vortex eliminator in which the pitch or camber of the blade root of the propeller is made larger than the pitch or camber of the middle part of the propeller in order to increase efficiency and at the same time gain an advantage in strength. Has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
一方、フィン付きのプロペラボスキャップによる推進器効率の向上を更に図ることができるのではないかと、本発明者らは考えて、様々な発想を基に工夫したフィン付きプロペラボスキャップを使用した水槽実験を行い、推進器効率を更に向上できる、次のようなスクリュープロペラを使用する船舶の推進装置とそれを備えた船舶に到達した。 On the other hand, the present inventors thought that the propeller boss cap with fins could further improve the propulsion efficiency, and the water tank using the propeller boss cap with fins devised based on various ideas Experiments have been carried out to arrive at a marine vessel propulsion device using a screw propeller and a vessel equipped with the propeller, which can further improve the propeller efficiency.
本発明の目的は、フィン付きのプロペラボスキャップを使用したスクリュープロペラで形成される船舶の推進装置及びそれを備えた船舶において、従来技術のフィン付きのプロペラボスキャップを使用した船舶の推進装置とそれを備えた船舶よりも、推進器効率を高めると共に、工作性を高め、軽量化された船舶の推進装置とそれを備えた船舶を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a marine vessel propulsion device formed of a screw propeller using a propeller boss cap with fins, and a marine vessel propulsion device using a propeller boss cap with a fin of the prior art, The object of the present invention is to provide a marine vessel propulsion device and a marine vessel equipped with the propulsion device that are lighter and lighter than the marine vessel equipped with the propulsion unit.
上記の目的を達成するための船舶の推進装置は、スクリュープロペラのプロペラボスの後側に取り付けるプロペラボスキャップにフィンを設けると共に、このフィンをプロペラ翼の間の後方に配置した船舶の推進装置において、前記プロペラボスキャップの後端部を端面で形成するか、又は、前記プロペラボスキャップの後端部の形状を周縁部からプロペラボスキャップの全長の20%の範囲内に収めると共に、このプロペラボスキャップの全長をキャップ前端部の直径の0.28倍〜0.76倍とし、このプロペラボスキャップのキャップ後端部の直径を、このキャップ前端部の直径の0.35倍〜0.95倍として構成される。 A marine vessel propulsion device for achieving the above object is provided in a marine vessel propulsion device in which a fin is provided on a propeller boss cap attached to the rear side of a propeller lab of a screw propeller, and the fin is disposed rearward between propeller blades. The rear end of the propeller boss cap is formed by an end surface, or the shape of the rear end of the propeller boss cap is within the range of 20% of the total length of the propeller boss cap from the peripheral edge. The total length of the cap is 0.28 to 0.76 times the diameter of the front end of the cap, and the diameter of the rear end of the propeller boss cap is 0.35 to 0.95 times the diameter of the front end of the cap. Configured as
プロペラの推進効率は、プロペラボスキャップの全長がキャップ前端部の直径の0.28倍〜0.76倍、好ましくは0.34倍〜0.68倍、最も好ましくは0.50倍で、かつ、キャップ後端部の直径がキャップ前端部の直径の0.35倍〜0.95倍、好ましくは、0.42倍〜0.85倍、最も好ましくは0.65倍であるので、上記の構成により、プロペラボスキャップのキャップ本体を最適な形状して、推進器効率を高めることができる。それと共に、プロペラボスキャップの後端部を端面で形成したので工作し易くなる。また、後端側に先細り形状の回転体の先端部が無くなるため、その分軽量化できる。 The propeller propulsion efficiency is such that the total length of the propeller boss cap is 0.28 to 0.76 times, preferably 0.34 to 0.68 times, most preferably 0.50 times the diameter of the front end of the cap, and , The diameter of the cap rear end is 0.35 to 0.95 times, preferably 0.42 to 0.85 times, most preferably 0.65 times the diameter of the cap front end. According to the configuration, the cap body of the propeller boss cap can be optimally shaped to increase the propeller efficiency. At the same time, the rear end portion of the propeller boss cap is formed by the end face, so that it is easy to work. Moreover, since the front-end | tip part of a taper-shaped rotary body is lose | eliminated at the rear-end side, it can reduce in weight that much.
スクリュープロペラのプロペラボスのプロペラ翼の後側にフィンを設けると共に、このフィンをプロペラ翼の間の後方に配置した船舶の推進装置において、プロペラボスキャップの後端部を端面で形成するか、又は、前記プロペラボスキャップの後端部の形状を周縁部からプロペラボスキャップの全長の20%の範囲内に収めると共に、前記フィンの根部の前端と前記フィンの根部の後端の距離を、プロペラ翼の後端でのプロペラボス直径の0.28倍〜0.76倍とし、このフィンの根部の後ろにおける直径を、プロペラ翼の後端でのプロペラボス直径の0.35倍〜0.95倍として構成される。この構成により、上記と同様な効果を得ることができる。 In the propulsion device of a ship in which fins are provided on the rear side of the propeller blades of the propeller boss of the screw propeller and the fins are arranged behind the propeller wings, the rear end portion of the propeller boss cap is formed by the end surface, or The shape of the rear end portion of the propeller boss cap is within the range of 20% of the total length of the propeller boss cap from the peripheral portion, and the distance between the front end of the fin root and the rear end of the fin root is determined by the propeller blade The diameter of the propeller boss at the rear end of the fin is 0.28 to 0.76 times, and the diameter behind the root of the fin is 0.35 to 0.95 times the propeller boss diameter at the rear end of the propeller blade. Configured as With this configuration, the same effect as described above can be obtained.
また、上記の船舶の推進装置において、前記プロペラボスキャップをプロペラ回転軸を回転軸とする回転体で形成すると共に、この回転体の母線を直線にして、このプロペラボスキャップを円錐台形状に形成する。この構成により、プロペラボスキャップの形状が単純な形状になるので、工作性が良く、製造コストを低減できる。 Further, in the above-described marine vessel propulsion device, the propeller boss cap is formed of a rotating body having a propeller rotating shaft as a rotating shaft, and the propeller boss cap is formed in a truncated cone shape with the generatrix of the rotating body being a straight line. To do. With this configuration, the shape of the propeller boss cap becomes a simple shape, so that the workability is good and the manufacturing cost can be reduced.
また、上記の目的を達成するための船舶は、上記の船舶の推進装置を備えて構成される。これにより、推進効率の向上を図ることができる。 Moreover, the ship for achieving said objective is comprised provided with the propulsion apparatus of said ship. Thereby, improvement of propulsion efficiency can be aimed at.
本発明の船舶の推進装置によれば、フィン付きプロペラボスキャップを使用したスクリュープロペラで形成される推進装置において、プロペラボスキャップのキャップ本体を最適な形状とすることにより、推進器効率を高めることができる。それと共に、プロペラボスキャップの後端部を端面で形成したので工作し易くなる。また、後端側に先細り形状の回転体の先端部が無くなるため、その分軽量化できる。 According to the marine vessel propulsion device of the present invention, in the propulsion device formed with a screw propeller using a propeller boss cap with a fin, the prop body shape of the cap body of the propeller boss cap is made to have an optimum shape, thereby increasing the propeller efficiency. Can do. At the same time, the rear end portion of the propeller boss cap is formed by the end face, so that it is easy to work. Moreover, since the front-end | tip part of a taper-shaped rotary body is lose | eliminated at the rear-end side, it can reduce in weight that much.
また、本発明の船舶の推進装置を備えた船舶によれば、推進器効率の高い船舶の推進装置を使用するので推進効率の向上を図ることができる。また、推進装置が僅かであるが軽量化されるので、その分推進軸及び推進軸の支持構造を軽量化できる。 Moreover, according to the ship provided with the ship propulsion apparatus of the present invention, since the ship propulsion apparatus having high propulsion efficiency is used, the propulsion efficiency can be improved. Further, since the propulsion device is slightly reduced in weight, the propulsion shaft and the support structure for the propulsion shaft can be reduced in weight accordingly.
以下、図面を参照して本発明に係る船舶の推進装置とそれを備えた船舶の実施の形態について説明する。なお、図1〜図4、図10〜図15は分かり易いように、プロペラボス、プロペラ翼、プロペラボスキャップ、フィン等の形状や寸法を変えて示しており、これらの形状や寸法は実際のものとは異なる。また、図3、図4、図10、図11、図14、図15では、見易くするためと、作図や説明の都合上で、見えて当然のプロペラ翼やフィンを省いて示してある。 Hereinafter, embodiments of a ship propulsion device according to the present invention and a ship including the same will be described with reference to the drawings. 1 to 4 and FIGS. 10 to 15 are shown with different shapes and dimensions of propeller bosses, propeller blades, propeller boss caps, fins, etc. for easy understanding. It ’s different. Also, in FIG. 3, FIG. 4, FIG. 10, FIG. 11, FIG. 14, and FIG. 15, the propeller blades and fins that are visible and natural are omitted for ease of viewing and for convenience of drawing and explanation.
図1及び図2に示すように、この実施の形態の船舶の推進装置1Aは、プロペラボス(プロペラハブ)2とこのプロペラボス2に装着されたプロペラ翼3と、プロペラボス2の後端に接続されたプロペラボスキャップ(プロペラハブキャップ)5Aと、このプロペラボスキャップ5Aに設けたフィン6とからなるスクリュープロペラで構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the marine
このフィン6は、スクリュープロペラ1Aのプロペラボス2の後側に取り付けるプロペラボスキャップ5Aに設けられると共に、このフィン6はプロペラ翼3の間の後方に配置される。つまり、プロペラ軸Pcの後方向から見たときに、フィン6の根部の前端は、プロペラ翼3の根部の後端同士の間に配置される。また、側面から見たときには、フィン6の根部の前端は、プロペラ翼3の根部の後端より後方に配置される。このフィン6は、正負のキャンバーを有して形成してもよいが、工作上の簡便性と製作コストの削減の面からは、平板形状が最適である。また、このフィン6は、正負のレーキ角をもって取り付けられても良い。このフィン6の形状や配置に関しては周知の技術を使用する。
The
そして、この実施の形態においては、プロペラボスキャップ5Aを次のように形成する。先ず、プロペラボスキャップ5Aを、プロペラ回転軸Pcを回転軸とする回転体で形成する。この回転体は、側面5bに関しては、回転体の母線を滑らかな曲線又は直線で形成すると共に、後方に向かって先細りする形状で形成される。また、プロペラボスキャップ5Aの後端部5aは端面で形成される。
In this embodiment, the
図3に示すように、プロペラボスキャップ5Aの外周面5bを形成する回転体の母線を直線とする場合には、プロペラボスキャップ5Aの形状は円錐台となり、非常に製造し易くなる。
As shown in FIG. 3, when the generatrix of the rotating body forming the outer
また、図4に示すように、母線を滑らかな曲線とする場合でも、前方から後方に向かって滑らかに先細りする形状とし、好ましくは、プロペラ回転軸Pcに垂直な断面において、円錐台の形状からの偏差を0%から20%以内とする。 In addition, as shown in FIG. 4, even when the generatrix is a smooth curve, it has a shape that tapers smoothly from the front to the rear, and preferably has a truncated cone shape in a cross section perpendicular to the propeller rotation axis Pc. Deviation of 0 to within 20%.
つまり、前端部5fにおける1.2Dcfの点と後端部5aにおける1.2Dcaを結ぶ線分L1よりも小さく、かつ、前端部5fにおける1.0Dcfの点と後端部5aにおける1.0Dcaを結ぶ線分L2よりも大きく形成する。言い換えれば、前端部5fにおける1.2Dcfと後端部5aにおける1.2Dcaで形成する円錐台よりも内側で、前端部5fにおける1.0Dcfと後端部5aにおける1.0Dcaで形成する円錐台よりも外側になるように、即ち、図4の斜線部内になるように、プロペラボスキャップ5Aの外形を形成する。このプロペラボスキャップ5Aの後端部5aを端面で形成する。
That is, it is smaller than the line segment L1 connecting the point of 1.2Dcf at the
また、このプロペラボスキャップ5Aの全長Lcをキャップ前端部の直径Dcfの0.28倍〜0.76倍、好ましくは0.34倍〜0.68倍、最も好ましくは0.50倍とし、このプロペラボスキャップ5Aの後端部5aの直径Dcaを、このプロペラボスキャップ5Aの前端部5fの直径Dcfの0.35倍〜0.95倍、好ましくは、0.42倍〜0.85倍、最も好ましくは0.65倍とする。なお、この前端部5fの直径Dcfは、キャップのフランジ径に相当する。
The total length Lc of the
また、図3及び図4に示すように、プロペラボスキャップ5Aの前端部5fの端面は、プロペラボス2の後端面2aに接合する関係から平面形状に形成される。一方、プロペラボスキャップ5Aの後端部5aの端面は、図3に示すように、工作上の観点から平面で形成することが好ましいが、図4に示すように、平面に近い円錐又は回転体等で形成してもよい。この場合でも、後端部5aの周縁部5aoと中心部5acとの前後方向の距離Lcaは、プロペラボスキャップ5Aの全長Lcの20%以内とする。
As shown in FIGS. 3 and 4, the end surface of the
次に、本発明においては、プロペラボスキャップ5Aの全長Lcをキャップ前端部の直径Dcfの0.28倍〜0.76倍、好ましくは0.34倍〜0.68倍、最も好ましくは0.50倍としているが、このことに関して説明する。図5にキャップ長さ(プロペラボスキャップの全長)Lcを変更して行ったプロペラの水槽試験の結果を示す。横軸を「キャップ長さ/キャップ前端部の直径(Lc/Dcf)」で示し、縦軸を、推進器効率のアップ率で示す。
Next, in the present invention, the total length Lc of the
アップ率ゼロの元のプロペラボスキャップ5Aは通常の後端側が先細りして順次径が小さくなり最後端でゼロとなる回転体で形成されており、Lc/Dcfを0.80としている。これをアップ率の元(アップ率ゼロ)とし、図3の円錐形状で後端部の端面を平面で形状したプロペラボスキャップ5Aを装着した場合の推進器効率をアップ率で示している。なお、このプロペラボスキャップ5Aに取り付けるフィン6は平板形状としており、キャップ長さ/キャップ前端部の直径(Lc/Dcf)を変化させる場合は、フィン6の長さはキャップの長さに比例した長さとしている。
The original
図5から分かるように、プロペラ前進率J(=V/nDp、Vは前進速度、nはプロペラ回転数、Dpはプロペラ直径)をプロペラ設計点のプロペラ前進率とした実験で、Lc/Dcfが0.28倍〜0.76倍の場合にアップ率1.4%で、0.34倍〜0.68倍の場合にアップ率1.8%で、0.50倍の場合に最も大きなアップ率であることが分かる。本発明ではこれらの実験結果を基にLc/Dcfを0.28倍〜0.76倍の範囲Z1にしている。 As can be seen from FIG. 5, in an experiment in which the propeller advance rate J (= V / nDp, V is the forward speed, n is the propeller rotational speed, Dp is the propeller diameter) is the propeller advance rate at the propeller design point, Lc / Dcf is The rate of increase is 1.4% for 0.28 to 0.76 times, the rate of increase is 1.8% for 0.34 to 0.68 times, and the largest increase for 0.50 times It turns out that it is a rate. In the present invention, Lc / Dcf is set to a range Z1 of 0.28 times to 0.76 times based on these experimental results.
次に、プロペラボスキャップ5Aの後端部5aの直径Dcaを前端部5fの直径Dcfの0.35倍〜0.95倍、好ましくは、0.42倍〜0.85倍、最も好ましくは0.65倍とすることに関して説明する。図6に、キャップ長さLcをLc/Dcf=0.71と一定にした状態で、プロペラボスキャップ5Aの後端部5aの直径Dcaを変更してプロペラボスキャップ5Aの形状を変化させて行った実験結果を示す。横軸を「キャップ後端部径/キャップ前端部径(Dca/Dcf)」で示し、縦軸を、推進器効率のアップ率で示す。
Next, the diameter Dca of the
この図6から、プロペラボスキャップ5Aの形状は、その後端部5aの直径Dcaがその前端部の直径Dcfよりも小さい方が良いことが分かると共に、その比率Dca/Dcfにも最適な範囲があることが分かる。つまり、このプロペラ前進率Jをプロペラ設計点のプロペラ前進率とした実験で、Dca/Dcfが0.35倍〜0.95倍の場合にアップ率1.0%で、0.42倍〜0.85倍でアップ率1.2%で、0.65倍でアップ率1.5%の最も大きなアップ率があることが分かる。本発明ではこれらの実験結果を基にDca/Dcfを0.35倍〜0.95倍の範囲Z2にしている。
FIG. 6 shows that the shape of the
また、フィン6のプロペラ特性に対する影響を調べるために、フィン6に作用する力を実験で計測したところ、プロペラ翼3に作用する推力TpとトルクQpに対して、フィン6とプロペラボスキャップ5Aに推力Tfがフィン6にトルクQfが小さいながらも作用し、全体としての推力TtとトルクQtが改善されていることが分かっている。
Further, in order to examine the influence of the
更に、数値流体力学計算(CFD(Computational Fluid Dynamics)計算)により、プロペラボスキャップ5Aの後方では、バブ渦が拡散して静圧が上昇し、その結果、この静圧がプロペラボスキャップ5Aの後端部5aの端面を押す力となり、全体としての推力Ttの改善に役立っていることが分かっている。このことから、プロペラボスキャップ5Aの後端部5aの端面が平面又は平面に近い形状であっても、全体としての推力Ttの改善に役立つことが分かる。
Further, by computational fluid dynamics calculation (CFD (Computational Fluid Dynamics) calculation), the bubbling vortex diffuses and the static pressure rises behind the
このプロペラボスキャップ5Aの形状と推進器効率との関係について考えてみると、プロペラ翼3を通過した流れは、縮流されて後方に流れる。このことは、プロペラボスキャップ5Aのある部分では流れの方向がプロペラ軸Pcと平行な同一円筒面上を向いている訳ではなく、キャップフランジ2aから後方では徐々にプロペラ回転軸Pcに向かって小さくなる方向になっていることを意味している。従って、プロペラボスキャップ5Aの側面5bの表面を流れる流れは、この流れの影響を受けることになる。そのため、プロペラボスキャップ5Aの側面5bの形状は、この縮流に沿うように、後端側に縮径する形状にすることがより適している。
Considering the relationship between the shape of the
また、フィン6の取り付け角度(図15のα)やキャンバーに関して考える。図7にプロペラ翼3の根部における翼の形状とキャンバー(Camber)を示す。これと比べるために、図8に、台形キャップの展開形状とプロペラボスキャップ5Aの表面上におけるフィン6の根部の形状を示す。平板のフィン6が、図3に示すような側断面が台形のプロペラボスキャップ5Aに取り付けた場合をA(丸印)で示す。また、図14に示すような従来技術のプロペラボスキャップ5Aに取り付けられた場合をB(菱形)で示す。
Further, the attachment angle of fin 6 (α in FIG. 15) and camber will be considered. FIG. 7 shows the blade shape and camber at the root of the
このプロペラボスキャップ5Aの表面を展開した展開図上でフィン6の根部の形状を見ると、図7に示すプロペラ翼3の根部における翼のキャンバー(Camber)と比べて、図8に示す展開図上では、A,B共に、逆方向のキャンバーが付いている。なお、図7のεの線は、プロペラ翼3の根部におけるピッチ角度(図15のε)を示す線である。
When the shape of the root portion of the
図8のαの線は、フィン6の取り付け角度(図15のα)を示す線である。この図8では、フィン6の根部における形状の大部分はこのα線上にあり、プロペラ後流でフィン表面上の流れはこの線上に沿って流れる。フィン6に沿った流れはα線上から図8のように、プロペラ翼3とは逆向きのキャンバーに沿って流れることとなり、このような場合には、フィン6が発生するトルクQfはプロペラ翼3が発生するトルクQpとは逆向きでトルクQpを打ち消す方向に発生する。
The line α in FIG. 8 is a line indicating the attachment angle of the fin 6 (α in FIG. 15). In FIG. 8, most of the shape at the root of the
一方、フィン6が発生する推進力はプロペラ翼3が発生する推力Tpとは逆向きに発生するが、フィン6がハブ渦を拡散してキャップ後方の静圧を上昇させることによりキャップ端部5aの端面を押す力となって、結果としてキャップ5Aとフィン6が発生する推力Tfがプロペラ翼3が発生する推力Tp方向に働き推進器効率の向上をもたらす。
On the other hand, the propulsive force generated by the
図9に示す展開図上に、図10に示すような円筒形状のプロペラボスキャップ5Cの場合をC(丸印)で示し、図11に示すような後端側に拡大していく拡散型のプロペラボスキャップ5Dの場合をD(菱形)で示す。図9に示すように、これらの場合C,Dでは、αの線よりピッチ角度が大きくなってしまい、プロペラ翼3と同じ方向にキャンバーが付くような形状となっている。このような場合には、フィン6が発生するトルクQfはプロペラ翼3が発生するトルクQpと同じ方向、即ち、全体としてのトルクQtを増加する方向に発生し、推進器効率の向上への寄与は小さい。
On the developed view shown in FIG. 9, the case of a cylindrical
このように、プロペラボスキャップ5Aの形状は、フィン6の取り付け角度が同じであっても、プロペラボスキャップ5Aの表面におけるフィン6の根部に対する流れに関して影響を与えることが分かる。
In this way, it can be seen that the shape of the
フィン6の取り付け角度として、従来技術のフィン付きのプロペラボスキャップ5と同様に、図16と図17に示すようなレーキ角γを付けても良い。図17は、フィン6のレーキ角γが0で取り付けられた場合と正の角度(+γ)あるいは負の角度(−γ)で取り付けられた場合を示したものである。
As the attachment angle of the
本発明の船舶の推進装置を備えた船舶は、上記の船舶の推進装置1Aを備えて構成される。この船舶によれば、上記の船舶の推進装置1Aを使用するので推進効率の向上を図ることができる。また、推進装置1Aが僅かであるが軽量化されるので、その分推進軸及び推進軸の支持構造を軽量化できる。
The ship provided with the ship propulsion apparatus of the present invention is configured to include the
本発明の船舶の推進装置は、フィン付きプロペラボスキャップを使用したスクリュープロペラで形成される推進装置において、推進器効率を高めることができ、それと共に、工作し易くなり、軽量化できるため、船舶の推進装置として利用できる。 The ship propulsion device according to the present invention is a propulsion device formed with a screw propeller using a propeller boss cap with a fin, and can improve the propulsion device efficiency, and at the same time, it is easy to work and can be reduced in weight. It can be used as a propulsion device.
また、本発明の船舶の推進装置を備えた船舶は、推進効率の向上を図ることができ、推進装置の軽量化による推進軸及び推進軸の支持構造の軽量化ができるので、数多くの船舶として利用できる。 Further, the ship equipped with the propulsion device of the ship of the present invention can improve the propulsion efficiency, and the propulsion shaft and the support structure of the propulsion shaft can be reduced by reducing the weight of the propulsion device. Available.
1、1A 船舶の推進装置
2 プロペラボス
2a プロペラボスの後端面
3 プロペラ翼
4 プロペラ回転軸
5、5A、5C、5D プロペラボスキャップ
5a プロペラボスキャップの後端部
5ao 後端部の周縁部
5ac 後端部の中心部
5b プロペラボスキャップの外周面
5f 前端部
6 フィン
Dba プロペラボスのキャップ取り付け端部の直径
Dca プロペラボスキャップの後端部の直径
Dcf プロペラボスキャップの前端部の直径
Dp プロペラ直径
Lc プロペラボスキャップの全長(キャップ長さ)
Lca 後端部の周縁部と中心部との前後方向の距離
Pc プロペラ軸
Qf フィンが発生するトルク
Qp プロペラ翼が発生するトルク
Qt 推進装置が発生するトルク
Tf フィンとキャップが発生する推力
Tp プロペラ翼が発生する推力
Tt 推進装置が発生する推力
α フィンの取り付け角度
γ フィンの取り付けレーキ角度
ε プロペラ翼根部のピッチ角度
DESCRIPTION OF
Lca Distance in the front-rear direction between the peripheral edge portion of the rear end portion and the central portion Pc Propeller shaft Qf Torque generated by the fin Qp Torque generated by the propeller blade Qt Torque generated by the propulsion device Tf Thrust generated by the fin and cap Tp Propeller blade Thrust generated by Tt thrust generated by propulsion device α fin mounting angle γ fin mounting rake angle ε pitch angle of propeller blade root
Claims (4)
前記プロペラボスキャップの後端部を端面で形成するか、又は、前記プロペラボスキャップの後端部の形状を周縁部からプロペラボスキャップの全長の20%の範囲内に収めると共に、
このプロペラボスキャップの全長をキャップ前端部の直径の0.28倍〜0.76倍とし、このプロペラボスキャップのキャップ後端部の直径を、このキャップ前端部の直径の0.35倍〜0.95倍とすることを特徴とする船舶の推進装置。 In the propulsion device for a ship in which a fin is provided on a propeller boss cap attached to the rear side of the propeller boss of the screw propeller, and the fin is disposed behind the propeller blades.
The rear end portion of the propeller boss cap is formed with an end surface, or the shape of the rear end portion of the propeller boss cap is within the range of 20% of the total length of the propeller boss cap from the peripheral edge,
The total length of the propeller boss cap is 0.28 to 0.76 times the diameter of the front end of the cap, and the diameter of the cap rear end of the propeller boss cap is 0.35 to 0 times the diameter of the front end of the cap. A marine vessel propulsion device characterized by a factor of 95.
前記フィンの根部の前端と前記フィンの根部の後端の距離を、プロペラ翼の後端でのプロペラボス直径の0.28倍〜0.76倍とし、このフィンの根部の後ろにおける直径を、プロペラ翼の後端でのプロペラボス直径の0.35倍〜0.95倍とすることを特徴とする船舶の推進装置。 In a propulsion device of a ship in which fins are provided on the rear side of the propeller blades of the propeller boss of the screw propeller and the fins are arranged behind the propeller blades, the rear end portion of the propeller boss cap is formed by the end surface, or The shape of the rear end portion of the propeller boss cap falls within the range of 20% of the total length of the propeller boss cap from the peripheral edge,
The distance between the front end of the fin root and the rear end of the fin root is 0.28 to 0.76 times the propeller boss diameter at the rear end of the propeller blade, and the diameter behind the fin root is A marine vessel propulsion device having a propeller boss diameter of 0.35 to 0.95 times the rear end of a propeller blade.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009066834A JP5524496B2 (en) | 2009-03-18 | 2009-03-18 | Ship propulsion device and ship equipped with the same |
GB1103963.3A GB2474817B (en) | 2009-03-18 | 2010-01-19 | Ship propulsion device and ship with same |
PCT/JP2010/050560 WO2010106831A1 (en) | 2009-03-18 | 2010-01-19 | Ship propulsion device and ship with same |
KR1020117004169A KR101554522B1 (en) | 2009-03-18 | 2010-01-19 | Ship propulsion device and ship with same |
CN201080002609.2A CN102159454B (en) | 2009-03-18 | 2010-01-19 | Ship propulsion device and ship with same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009066834A JP5524496B2 (en) | 2009-03-18 | 2009-03-18 | Ship propulsion device and ship equipped with the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010215187A true JP2010215187A (en) | 2010-09-30 |
JP5524496B2 JP5524496B2 (en) | 2014-06-18 |
Family
ID=42739498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009066834A Active JP5524496B2 (en) | 2009-03-18 | 2009-03-18 | Ship propulsion device and ship equipped with the same |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5524496B2 (en) |
KR (1) | KR101554522B1 (en) |
CN (1) | CN102159454B (en) |
GB (1) | GB2474817B (en) |
WO (1) | WO2010106831A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101310961B1 (en) | 2011-06-03 | 2013-09-23 | 삼우중공업(주) | Propeller Boss Cap of the Ship |
JP2018039411A (en) * | 2016-09-08 | 2018-03-15 | 株式会社大内海洋コンサルタント | Propeller boss cap with fin |
KR20180101191A (en) | 2017-03-03 | 2018-09-12 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | Propulsion apparatus for ship and ship |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011055515A1 (en) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Becker Marine Systems Gmbh & Co. Kg | Propeller arrangement, in particular for watercraft |
CN105711783B (en) * | 2012-09-13 | 2018-02-06 | 现代重工业株式会社 | Propeller hub cap with fin |
CN103857589B (en) * | 2012-09-13 | 2016-10-26 | 现代重工业株式会社 | There is the propeller hub cap of fin |
DE112012007098T5 (en) * | 2012-11-02 | 2015-10-22 | Akishima Laboratories (Mitsui Zosen) Inc. | Ship propulsion device and ship provided with such a device |
CN105667747A (en) * | 2016-01-06 | 2016-06-15 | 浙江海洋学院 | High-efficiency propeller |
CN105644749A (en) * | 2016-01-06 | 2016-06-08 | 浙江海洋学院 | Ship propulsion mechanism |
KR101955413B1 (en) | 2017-11-30 | 2019-03-08 | 재단법인한국조선해양기자재연구원 | Divergent propeller cover cap |
RU2708696C1 (en) * | 2019-04-01 | 2019-12-11 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Прикладной Инженерный И Учебный Центр "Сапфир" | Screw propeller of screw-steering column of water vessel and screw-steering column with said screw propeller |
CN111776177A (en) * | 2020-08-07 | 2020-10-16 | 上海船舶运输科学研究所 | Novel energy-saving device behind oar |
US11713101B2 (en) | 2020-12-04 | 2023-08-01 | Jeffrey L. HATHAWAY | Propeller hubcap |
CN114750916A (en) * | 2022-06-08 | 2022-07-15 | 华东交通大学 | Ship propeller device with auxiliary propeller |
CN115056950B (en) * | 2022-07-15 | 2024-06-25 | 上海外高桥造船有限公司 | Paddle root adjusting member and ship |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE606119C (en) * | 1933-11-12 | 1934-11-24 | Nicholas Wladimir Akimoff | Device to increase the efficiency of a screw propeller |
JPS5311490A (en) * | 1976-07-20 | 1978-02-01 | Fumio Henmi | Screw propeller |
DE3037369A1 (en) * | 1980-09-01 | 1982-03-11 | Escher Wyss Gmbh, 7980 Ravensburg | Low drive marine screw - has set of vanes around rear end of hub smoothing water flow |
JPS6127795A (en) * | 1984-06-08 | 1986-02-07 | ブロ−ム ウント フオス アクチエンゲゼルシヤフト | Method of mounting main propeller |
JPH032896U (en) * | 1989-05-31 | 1991-01-11 | ||
JPH07121716B2 (en) * | 1986-07-16 | 1995-12-25 | 大阪商船三井船舶株式会社 | Propeller boss cap with fins |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1031975A (en) * | 1987-09-14 | 1989-03-29 | 大阪商船三井船舶株式会社 | The propeller hub lid of band fin keel |
CN2214354Y (en) * | 1994-08-18 | 1995-12-06 | 中国船舶工业总公司第七研究院第七○八研究所 | Propeller cap with adaptive inflow fin |
JP3491890B2 (en) * | 2000-09-28 | 2004-01-26 | 株式会社 商船三井 | Ship propeller with hub vortex eliminator |
-
2009
- 2009-03-18 JP JP2009066834A patent/JP5524496B2/en active Active
-
2010
- 2010-01-19 GB GB1103963.3A patent/GB2474817B/en active Active
- 2010-01-19 KR KR1020117004169A patent/KR101554522B1/en active IP Right Grant
- 2010-01-19 WO PCT/JP2010/050560 patent/WO2010106831A1/en active Application Filing
- 2010-01-19 CN CN201080002609.2A patent/CN102159454B/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE606119C (en) * | 1933-11-12 | 1934-11-24 | Nicholas Wladimir Akimoff | Device to increase the efficiency of a screw propeller |
JPS5311490A (en) * | 1976-07-20 | 1978-02-01 | Fumio Henmi | Screw propeller |
DE3037369A1 (en) * | 1980-09-01 | 1982-03-11 | Escher Wyss Gmbh, 7980 Ravensburg | Low drive marine screw - has set of vanes around rear end of hub smoothing water flow |
JPS6127795A (en) * | 1984-06-08 | 1986-02-07 | ブロ−ム ウント フオス アクチエンゲゼルシヤフト | Method of mounting main propeller |
JPH07121716B2 (en) * | 1986-07-16 | 1995-12-25 | 大阪商船三井船舶株式会社 | Propeller boss cap with fins |
JPH032896U (en) * | 1989-05-31 | 1991-01-11 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN6014013239; Isao FUNENO: 'On Viscous Flow around Marine Propellers - Hub Vortex and Scale Effect -' 関西造船協会論文集 第238号, 20020925, p.17-27, 公益社団法人日本船舶海洋工学会 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101310961B1 (en) | 2011-06-03 | 2013-09-23 | 삼우중공업(주) | Propeller Boss Cap of the Ship |
JP2018039411A (en) * | 2016-09-08 | 2018-03-15 | 株式会社大内海洋コンサルタント | Propeller boss cap with fin |
KR20180101191A (en) | 2017-03-03 | 2018-09-12 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | Propulsion apparatus for ship and ship |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102159454A (en) | 2011-08-17 |
WO2010106831A1 (en) | 2010-09-23 |
GB2474817B (en) | 2013-01-30 |
KR20110120267A (en) | 2011-11-03 |
GB2474817A (en) | 2011-04-27 |
JP5524496B2 (en) | 2014-06-18 |
CN102159454B (en) | 2014-11-26 |
KR101554522B1 (en) | 2015-09-22 |
GB201103963D0 (en) | 2011-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5524496B2 (en) | Ship propulsion device and ship equipped with the same | |
JP5405872B2 (en) | Ship propulsion device and ship equipped with the same | |
EP2738084B1 (en) | Propeller with small duct, and ship | |
WO2015093048A1 (en) | Stern duct, stern attachment, method of designing stern duct, and ship equipped with stern duct | |
US20150360760A1 (en) | Propulsion device for ship | |
JPH07121716B2 (en) | Propeller boss cap with fins | |
TWI491536B (en) | Ship propulsion system and ship | |
JP6138680B2 (en) | Duct equipment | |
WO2011102103A1 (en) | Thruster with duct attached and vessel comprising same | |
JP2015116850A (en) | Stern duct, designing method for the stern duct, and ship equipped with the stern duct | |
JP2009214650A (en) | Pod type propulsion unit and vessel | |
EP2780225A1 (en) | A method of and a device for reducing the azimuthal torque acting on a pulling pod unit or azimuth thruster | |
TWI508897B (en) | Ship propulsion system and ship | |
GB1561506A (en) | Ship with stern water flow | |
JP5923179B2 (en) | Ship propulsion device and ship equipped with the same | |
CA2649983C (en) | Propeller for boat | |
KR20150035640A (en) | Propulsion apparatus for vessel | |
WO2019014873A1 (en) | Propeller for dredger | |
CN105745150A (en) | Shallow draft propeller nozzle | |
JPS6116680B2 (en) | ||
JP2008247078A (en) | Vessel propeller and vessel | |
JPWO2017168549A1 (en) | Ship propulsion device | |
JP2003063487A (en) | Propelling device for ship |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130326 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130524 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131029 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140128 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20140204 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140401 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140410 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5524496 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |